Farvestoffer er kemiske forbindelser , der har evnen til intensivt at absorbere og omdanne energien fra elektromagnetisk stråling i de synlige og nær ultraviolette og infrarøde områder af spektret og bruges til at bibringe denne evne til andre legemer. Udtrykket "farvestof" skylder sin oprindelse til A. E. Porai-Koshitsu [1] og blev introduceret af ham i den videnskabelige terminologi i 1908.
Et karakteristisk træk ved farvestoffet er evnen til, på grund af kapillær- og diffusionsprocesser , at imprægnere det farvede materiale (f.eks. tekstiler, papir, pels, hår, læder, træ, mad - madfarver ) - og give farve i hele dets volumen , fiksering på den ene eller anden måde på aktive centre.
Udtrykkene "farvestof" og " pigment ", selvom de ofte bruges i flæng, betegner tydeligt forskellige begreber. Farvestoffer er opløselige i farvemediet (opløsningsmidlet), mens pigmenter er uopløselige. Under farvningsprocessen trænger farvestoffer ind i materialet og danner en mere eller mindre stærk binding med fibrene; ved brug af pigmenter er bindingen til det materiale, der skal farves, tilvejebragt af bindemidlet, ikke af pigmenterne. I maling er farvedannende midler (i dette tilfælde pigmenter) i bindemidlet (linolie, nitrocellulose osv.), og malingens egenskaber (med undtagelse af farve) afhænger mere af bindemidlet end af pigmentet. . Farvestoffer er normalt organiske; pigmenter er for det meste fint dispergerede pulvere af uorganiske stoffer, ofte oxidforbindelser.
Selv i oldtiden brugte folk farvestoffer til at farve deres tøj og husholdningsartikler. Tekstilfarvning går tilbage til yngre stenalder . I mange århundreder brugte folk dyre og sparsomme vegetabilske eller animalske råvarer til farvning. Processen med at opnå sådanne farvestoffer var meget besværlig og lang, og naturligvis var farvestoffer værdifulde luksusgenstande i oldtiden. For eksempel blev den berømte antikke lilla udvundet fra purpursneglens kirtler. Det tog omkring 10.000 snegle at få lidt over et gram farvestof. Gult farvestof i Grækenland, Rom og Østen blev opnået fra safran. Det røde farvestof er fra rødderne af den gale plante, og det skarlagenrøde farvestof Carmine (Cochineal) blev udvundet fra de tørrede kroppe af hunnerne af den karminøse melbuge, et insekt, der snylter planter fra kaktusfamilien. Plantekilder til farvestoffer var træ, rødder, bær, blade. Men i det 19. århundrede holdt naturlige farvestoffer helt op med at tilfredsstille behovene i den intensivt udviklende tekstilindustri. Det virkelige gennembrud var produktionen af anilinfarvestoffer.
Et væsentligt bidrag til udviklingen af anilinfarveindustrien, som erstattede de sparsomme og dyre naturlige råmaterialer, var opdagelsen af den russiske kemiker , professor ved Kazan Universitet N. N. Zinin . I 1842 reducerede Zinin nitrobenzen til anilin for første gang . [2] Hans opdagelse gjorde det muligt at opnå anilin i industriel skala.
I 1856 blev syntetiske farvestoffer baseret på anilin opnået uafhængigt af den engelske organiske kemiker William Perkin og den polske kemiker J. Natanson . Perkin, der oxiderede teknisk anilin med en chromblanding, opnåede et violet stof - movein , og Natanson, der opvarmede anilin med vandfrit tinchlorid, syntetiserede et knaldrødt farvestof fuchsin . I 1869 syntetiserede de tyske kemikere K. Grebe og K. T. Lieberman et rødt farvestof - alizarin, som i oldtiden blev opnået fra gale rødder. I 1883 syntetiserede Adolf von Bayer indigo fra dinitrophenyldiacetylen . I begyndelsen af det 20. århundrede havde syntetiske farvestoffer næsten fuldstændig erstattet de naturlige. Nye forbindelser dukkede op, antallet af syntetiske farvestoffer i slutningen af det 20. århundrede havde allerede oversteget 6500, hvoraf omkring 1500 farvestoffer blev produceret i industriel skala. [3]
Syntetiske farvestoffer kaldes stadig anilin, selvom med hensyn til kemi har dette navn længe været forældet.
Farveteknologer klassificerer farvestoffer efter anvendelse . Kemikere, der er involveret i syntese (produktion) af farvestoffer og studerer forholdet mellem struktur og egenskaber af stoffer, klassificerer farvestoffer efter kemisk struktur . Da udtrykket "farvning" ikke dækker alle metoder til at give farve til tekstiler og andre materialer, er udtrykket "farvning" mere bekvemt.
Der er otte hovedklasser af farvestoffer, der almindeligvis anvendes i tekstilindustrien. Farvestoffer af de første fire klasser ( direkte eller substantive, svovlholdige , aktive [4] og kar ) bruges hovedsageligt til farvning af cellulosefibre, såsom bomuld og viskose. Syre og aktive farvestoffer bruges til farvning af uld og polyamid, dispergerede farvestoffer bruges også til farvning af polyamid- og polyestermaterialer, kationisk- basisfarvestoffer bruges til farvning af polyacrylonitril. Til farvning af uld anvendes også sure metalkompleksfarver, som har en højere farveægthed og lysægthed.
Kort beskrivelse af farvestofklasserDen mindst holdbare farve på cellulosefibre er givet af direkte farvestoffer . Dette skyldes, at de er knyttet til fiberen ved svage brint- og ionbindinger . Denne type binding er allerede ødelagt af virkningen af vand eller sæbeopløsninger ved 30-40°C. For at øge farvestabiliteten til våde behandlinger behandles stof, der er farvet med direkte farvestoffer, med opløsninger af specielle fikseringsmidler - vandopløselige polymerer, som, når de er fastgjort til fiberen, forhindrer farvestofmolekylerne i at adskilles fra den.
Affiniteten af direkte farvestoffer til fiber er relateret til størrelsen og formen af deres molekyle. Molekyler af direkte farvestoffer er koplanære og har en meget stor længde. Derudover er sammenfaldet af afstanden mellem sulfogrupperne i farvestofmolekylet og hydroxygrupperne i naboenheder af cellulosemakromolekylet vigtig . Farvning med direkte farvestoffer udføres oftere i batch-tilstand . For at lette fastgørelsen af farvestoffer til cellulosefibre tilsættes 1-2% soda ( natriumcarbonat ) og 5-20% salt ( natriumchlorid ) til farvebadet efter vægten af det materiale, der skal farves.
Aktive (reaktive) farvestoffer giver cellulosefiberen den mest holdbare farve på grund af dannelsen af en kemisk binding mellem fiberen og farvestoffet. Det aktive farvestofmolekyle består af en kromofor , den del, der giver farvestoffet dets farve, og en aktiv gruppe, der reagerer med cellulosens hydroxylgruppe under farvningsbetingelser. Men under farvningsprocessen, såvel som under langtidsopbevaring af farvestoffet, indgår nogle af de aktive grupper i en konkurrerende reaktion med vand eller luftfugtighed og hydrolyserer og mister deres kemiske aktivitet. For at opnå en holdbar farve er det således nødvendigt at fjerne det hydrolyserede farvestof fra fiberen, efter at farvningen er afsluttet ved kogning i en overfladeaktiv opløsning . Den kemiske struktur af den aktive gruppe bestemmer temperaturforholdene for farvningsregimet. Så f.eks. pletter trichlortriazinfarvestoffer cellulosefibre allerede ved 20-30°C, vinylsulfonfarvestoffer ved 60°C og monochlortriazinfarvestoffer ved 80°C. Molekyler af aktive farvestoffer er i modsætning til molekyler af direkte farvestoffer små og kompakte. De indeholder et stort antal sulfogrupper, hvilket giver dem en høj opløselighed i vand (100 g/l) og en ret lav affinitet til cellulosefibre. Derfor er deres anvendelse i batchfarvningsmetoden kun mulig med et højt indhold af neutral elektrolyt ( almindelig salt ) i farvebadet - op til 70-80 g/l. På den anden side er aktive farvestoffer mere udbredt i kontinuerlige farvningsmetoder - pad-rulning (kold), pad-damp og pad-varmefiksering. Essensen af disse farvningsmetoder består i at imprægnere stoffet med en koncentreret opløsning af et aktivt farvestof til den nødvendige vægtøgning og kemisk fiksering af farvestoffet i det første tilfælde - ved at holde det ved stuetemperatur i en våd tilstand i en vis tid, i de to andre tilfælde - ved behandling med overophedet damp eller varm luft. Efter farvning skal tekstilet også udsættes for en overfladeaktiv opløsning for at fjerne det hydrolyserede farvestof.
Den næste klasse af farvestoffer, der giver cellulosefibre en stærk farve, er karfarvestoffer . Farvestyrken i dette tilfælde skyldes i første omgang deres uopløselighed i vand, på grund af fraværet af ioniske funktionelle grupper i molekylerne. For at gøre karfarvestoffer opløselige er det nødvendigt at omdanne carbonylgrupperne i deres molekyler ved reduktion i et alkalisk medium til enolgrupper . Enolformer af farvestoffer er leukoforbindelser og har en affinitet til cellulosefibre. Efter afslutningen af farvningsprocessen oxideres leukoforbindelser af karfarvestoffer i fiberen til den oprindelige uopløselige quinonform . Den ikke-oxiderede del af farvestoffet fjernes fra fiberen ved behandling med en kogende overfladeaktivt stofopløsning. Karfarvestoffernes høje farveægthed over for våde behandlinger skyldes også den betydelige størrelse af deres molekyler, og den meget gode lysægthed er forbundet med polycykliciteten og aromaticiteten af deres kemiske struktur.
På grund af det faktum, at processen med farvning med karfarvestoffer er meget besværlig på grund af den ekstra fase med at omdanne farvestoffet til en opløselig form, blev deres vandopløselige derivater, cubosoler ( USSR ), udviklet. Cubosoler er natriumsalte af sure sulfatestere af leukoforbindelser af karfarvestoffer. De er meget opløselige i vand og har derfor en væsentligt lavere affinitet til cellulose- og proteinfibre. Dette gør det muligt at opnå mere ensartede farver med svag og medium intensitet. Under påvirkning af syrer og oxidationsmidler omdannes cubosoler på fiberen til den uopløselige form af de oprindelige karfarvestoffer.
En anden mulighed for letanvendelige vandopløselige farvestoffer af "kar" natur er cubogener udviklet i USSR i 1980'erne . Cubogener er aromatiske carboxylsyrederivater, der under påvirkning af reduktionsmidler, såsom rongalite, omdannes til farvede polycykliske, vanduopløselige forbindelser. Denne transformation udføres direkte på fiberen under farvning og trykning. De resulterende skarlagenrøde, røde, violette og blå farver har lysstyrke, renhed i tonen og høj modstandsdygtighed over for lys og våde behandlinger på niveau med de bedste karfarvestoffer.
Ved bagning eller kogning af nogle aromatiske forbindelser (aminer, phenoler, nitroforbindelser, toluidiner) med svovl eller med vandige opløsninger af natriumsulfid, dannes svovlfarvestoffer . Svovlfarvestoffer er uopløselige i vand, men når de reduceres med natriumsulfid i et alkalisk medium, bliver de til vandopløselige leukoforbindelser, der kan sorberes af cellulosefibre. Ved afslutningen af farvningsprocessen oxideres leukoforbindelserne af svovlfarvestoffer på fiberen af atmosfærisk ilt for at danne den oprindelige uopløselige form. Farveudvalget af svovlfarvestoffer er begrænset, for det meste bløde gule, orange, brune, blå, grønne og sorte. Farveægtheden over for våde behandlinger og lys er høj for svovlfarvestoffer . Anvendes til farvning af bomuld, viskose og PE/cellulose fibre, garn og stoffer.
Syrefarvestoffer bruges til farvning af proteinfibre (uld, natursilke), polyamid samt læder og papir . De er meget opløselige i vand, da de indeholder sulfo- eller carboxylgrupper. På grund af tilstedeværelsen af amino- og carboxylgrupper i makromolekylerne af proteinfibre har de amfotere egenskaber. I et surt miljø kan anioner af sure farvestoffer sorberes på fiberens positivt ladede aminogrupper med dannelse af ionbindinger. Syrefarvestoffer, afhængigt af deres kemiske struktur, har forskellig evne til at udligne farver under farvningsforhold. Med en stigning i farvestoffets affinitet til fiberen falder dets diffusionsevne, og farvernes modstand mod våde behandlinger øges. Følgelig viser farvestoffer med høj affinitet sig at være dårligt udjævnende, og dem med lav affinitet er god udjævning. For at opnå ensartet farvning med sure farvestoffer er det nødvendigt at indføre equalizere i farvebadet.
I de seneste årtier er syremetalkompleksfarvestoffer blevet mere almindeligt anvendt til farvning af uld . Blandt dem er de mest populære krom (III) komplekser med en sammensætning på 1:2, som er stabile over et bredt pH- område og kan farve uld og polyamid fra et neutralt bad. Chrom (III) komplekser med 1:1 sammensætning er kun stabile ved lav pH og kan bruges til farvning af uld fra sure bade, hvilket påvirker dets egenskaber negativt. Når en metalion indføres i farvestofmolekylet, observeres en uddybning af farven (badokromisk skift), og farvestoffet bliver svagere. Forbedrer modstanden mod lys og oxidationsmidler.
Bejdsefarvestoffer bruges også til at farve uld . Bejdsefarvestoffer er anioniske vandopløselige farvestoffer, der sorberes af et fibrøst materiale fra vandige opløsninger og fikseres ved hjælp af såkaldte bejdsemidler - metalforbindelser med en oxidationstilstand på +3 (normalt Cr , sjældnere Fe , Al ) med dannelse af intenst farvede interkomplekse forbindelser, der er modstandsdygtige over for forskellige fysisk-kemiske påvirkninger. På grund af anvendelsen af overvejende Cr-forbindelser som bejdsemidler, omtales bejdsefarvestoffer ofte som chromfarvestoffer. Oftest anvendes Na 2 Cr 2 O 7 • 2H 2 O eller K 2 Cr 2 O 7 som bejdsemidler . Bejdse- eller forkromningsprocessen udføres oftere efter farvning, men nogle gange under eller før farvning. I øjeblikket, på grund af de øgede krav til miljøbeskyttelse, anvendes bejdsefarvestoffer, på grund af behovet for at rense spildevand fra salte af tungmetaller, i begrænset omfang og erstattes af metalholdige syrefarver.
Til farvning af hydrofobe fibre, såsom polyester, polyamid og acetat, nogle gange polyacrylonitril, anvendes disperse farvestoffer. Disse er ikke-ioniske farvestoffer, der anvendes i form af stærkt dispergerede vandige suspensioner. Deres opløselighed i vand er på grund af fraværet af sulfo- og carboxylgrupper begrænset til nogle få milligram farvestof pr. liter. Molekylerne af disperse farvestoffer er små (molær masse op til 500). Dette bidrager til indtrængning af farvestoffet som følge af diffusion i dybden af en ret tætpakket syntetisk fiber med dannelse af en fast opløsning i polymeren. Farvestoffet holdes i fiberen af van der Waals-kræfter eller hydrogenbindinger . Dispersionsfarvestoffer er den eneste klasse af farvestoffer, der er egnede til farvning af polyester- og acetatfibre. Farvningsprocessen udføres i nærværelse af 1-2 g/l ikke-ionisk overfladeaktivt stof. Ifølge den periodiske metode farves polyamidfiber ved 98-100 ° C, polyester - ved 130 ° C under tryk på grund af den tættere pakning af dets makromolekyler. Farveægtheden over for våde behandlinger med disperse farvestoffer på polyamidfiber er ret lav, på polyesterfiber er den tværtimod høj. Ved farvning af bomuld/polyamidblandinger anvendes derfor direkte og disperse farvestoffer, hvis kravene til farveægthed ikke er høje. Og tværtimod, farvning af bomuld/polyesterblandinger, i tilfælde af øgede krav til farveægthed, udføres med aktive og disperse farvestoffer.
Til farvning af polyacrylonitrilfibre (PAN-fibre) og nogle andre fibre, der indeholder COOH- eller SO 3 H- grupper, anvendes kationiske farvestoffer . De er salte af farvede organiske kationer med ufarvede mineral- eller carboxylsyreanioner . Farvning af PAN-fibre med kationiske farvestoffer udføres med gradvis opvarmning (ca. 1,5 h) af farvebadet til en temperatur tæt på kogepunktet. Udvælgelseshastigheden af forskellige kationiske farvestoffer fra fiberbadet er ikke den samme. I tilfælde af blandet farvning vælges farvestoffer med lignende værdier af denne værdi. Den mest udbredte metode er den kontinuerlige gelfarvningsmetode, hvor frisk opnåede tråde (“vådt tow”) ved fremstillingen af PAN-fibre føres gennem et farvebad ved en temperatur på ca. 50 °C i flere sekunder, løbende genopfyldes. med en farveopløsning. En sådan farvningshastighed er mulig på grund af det faktum, at fiberen er i en gelagtig, løs tilstand, og farveopløsningen trænger frit ind i dens porer. Farvning på PAN-fibre opnået med kationiske farvestoffer, hvad angår kombinationen af lysstyrke med modstandsdygtighed over for lys og andre påvirkninger, overgår farverne opnået af andre klasser af farvestoffer på alle andre fibre. Nogle kationiske farvestoffer bruges til farvning af læder, er en del af blæk og blækpastaer.
Fedtopløselige farvestoffer er syntetiske farvestoffer, der er letopløselige i ikke-polære og lavpolære organiske opløsningsmidler. De er uopløselige i vand, hvilket skyldes fraværet af polære grupper i deres molekyler: sulfo- og carboxyl (såvel som i dispergerede). Fedtopløselige farvestoffer bruges til farvning af plast, benzin, kunstlæder, gummi, teknisk. fedtstoffer, olier, voks, husholdningskemikalier (mastik, lak, skocreme osv.). Også farve konfekture, kosmetiske produkter.
Acetoneopløselige farvestoffer , syntetiske farvestoffer, meget opløselige i polære organiske opløsningsmidler, herunder acetone. De er komplekser af den anioniske type Co eller Cr 1:2 med monoazofarvestoffer. Pulveriserede acetoneopløselige farvestoffer anvendes: til massefarvning af kemiske fibre (for eksempel acetat, polyvinylchlorid) dannet af acetoneopløsninger, såvel som plast baseret på polymerer og copolymerer af vinylchlorid, phenol-formaldehyd, polyester og epoxyharpikser; i produktionen af farvede nitro-lakker, der anvendes i trykkeri-, møbel-, læder- og andre industrier. Flydende acetoneopløselige farvestoffer, som er opløsninger af farvestoffer i blandinger af organiske opløsningsmidler, bruges til overfladefarvning og efterbehandling af naturligt læder. Acetoneopløselige farvestoffer i form af fine pulvere bruges til farvning af polyamidfibre og pels.
Alkoholopløselige farvestoffer er syntetiske farvestoffer, der er opløselige i ethanol og andre medier tæt på det med hensyn til opløsningsevne. Alkoholopløselige farvestoffer omfatter nogle metalholdige farvestoffer, induliner, nigrosiner og andre farvestoffer, der er tilgængelige i form af salte med en organisk kation, der fremmer opløselighed. Alkoholopløselige farvestoffer bruges til at farve nitro-lakker, kuglepenpastaer, nogle plastik og andre stoffer.
Pigmenter står separat , selvom de kan være tæt på farvestoffer i struktur og produktionsmetoder, men de adskiller sig i meget dårlig opløselighed i mediet, der skal farves, så de kræver formaling til en partikelstørrelse på højst et par mikrometer. Farveevnen af pigmenter afhænger af størrelsen af deres partikler og stiger kraftigt med et fald i den gennemsnitlige partikelstørrelse af dispersionen. Pigmenter kan være organiske eller uorganiske.
Til farvning af produkter fremstillet af polymermaterialer bruges de oftest i form af masterbatches (se masterbatches ).
Farvestoffer og pigmenter har en række forskellige strukturer. Dog kan over halvdelen af alle farvestoffer klassificeres som azofarvestoffer og antraquinonfarvestoffer.
Ved karakteren af kromoforgrupperne kan følgende grupper af farvestoffer skelnes [5] :
Tekstilmaterialer farvet med farvestoffer underkastes fysiske og kemiske tests for at vurdere farveægtheden. Tests udføres i farveintensiteten svarende til standardtonen (valgt i henhold til standardtoneskalaerne) og evalueres efter skalaerne for blå og grå standarder. Blå standardskalaer bruges til at evaluere lysægtheden af farvestoffer. Gråskalaerne bruges til at bestemme resultaterne af resten af testene. Den blå referenceskala er et sæt på otte strimler af uldstof farvet med individuelle farvestoffer med varierende grader af lysægthed. Skalaen af blå standarder giver dig mulighed for at evaluere lysægtheden af farvestoffer i punkter fra 1 til 8, hvor 1 point betyder den laveste lysægthed og 8 point den højeste. Skalaerne for grå standarder gør det muligt at evaluere farveægthed i området fra 1 til 5 punkter, hvoraf 1 betyder den laveste og 5 betyder den højeste grad af farveægthed. Skalaen af grå standarder til bestemmelse af ændringer i den oprindelige farve som et resultat af test er 5 eller 9 par strimler af neutral grå. Begge strimler i det første par er identiske i farve, og kontrasten mellem dem er nul. De betyder farveægthed på 5 point. Score fra 4 til 1 er repræsenteret af to søjler, hvoraf den ene er identisk med 5-punkts søjlerne, mens de andre er lysere med stigende kontrast. Skalaen til at bestemme graden af skygge af hvide materialer består af fem eller ni par bånd, så du kan evaluere skygge fra 5 til 1 point. En score på 5 point betyder den højeste grad af farvestabilitet og er repræsenteret af to hvide striber, hvor kontrasten mellem disse er nul. Bedømmelser fra 4 til 1 point præsenteres som to søjler, hvoraf den ene er hvid, identisk med 5-punkts søjlerne, den anden søjler er grå med stigende kontrast. En arbejdsprøve er forberedt til test. En prøve på 10 x 4 cm skæres af stoffet eller strikketøjet, der skal testes, placeres mellem to tilstødende stoffer, det ene af samme materiale som prøven, der testes, og det andet af de fibre, der er specificeret i den specifikke testmetode, og syet med en riningsøm. GOST 9733-0,83. De vigtigste tests er følgende.
Test af modstand mod lys under forhold med kunstig belysning . Metoden er baseret på eksponering af farvede prøver under visse forhold for lyset fra en xenonlampe sammen med otte blå referencer. GOST 9733-3,83.
Dagslysmodstandstest . _ Prøven, sammen med blå standarder, udsættes under visse forhold for dagslys. Farveægtheden vurderes ved at sammenligne farveændringen af prøven med farveændringen af de blå standarder. GOST 9733-1-91. Farvestoffet klassificeres som lysægte, hvis lysægtheden er over 4 point, ellers klassificeres farvestoffet som ikke lysægte.
Test af modstand mod destilleret vand . Metoden er baseret på at nedsænke testprøverne sammen med prøver af ufarvede stoffer i destilleret vand og holde dem ved et bestemt tryk, temperatur og tid i et testapparat. GOST 9733.5-83.
Test af modstand mod "sved" . Metoderne er baseret på behandling af testprøven sammen med prøver af ufarvede tilstødende væv med opløsninger indeholdende histidin med almindeligt salt eller almindeligt salt under visse betingelser. GOST 9733-6,83.
Test af vaskemodstand . Metoden er baseret på mekanisk blanding af arbejdsprøven sammen med tilstødende væv i vaskeopløsninger ved en bestemt temperatur og tid. GOST 9733.4-83.
Friktionsmodstandstest . _ Metoden er baseret på at male et tørt eller vådt stof ved at gnide mod en tør testprøve. GOST 9733.27-83.
Test af strygemodstand . Metoden er baseret på effekten af en bestemt temperatur, tryk og tid på en farvet prøve under tørstrygning, dampstrygning og vådstrygning. GOST 9733.7-83.
Test for resistens over for organiske opløsningsmidler . Metoden er baseret på behandlingen af den testede arbejdskompositprøve med et organisk opløsningsmiddel, der anvendes til kemisk rensning. GOST 9733-13,83.
I 1876 formulerede O. Witt den kromofor-auxokrome farveteori, ifølge hvilken farvestoffer består af umættede funktionelle grupper ( kromoforer ) og saltdannende grupper ( auxokromer ), hvor sidstnævnte forstærker farven og giver molekylet evnen til at farve. Typiske kromoforer er ethylen-CH=CH-, carbonyl >C=O, azo-N=N-, nitro-NO2 , nitroso-N=O-grupper og hydroxy-OH, amino-NH2 og mercapto-SH-grupper - auxokromer. Selvom den kromofor-auxokromiske teori ydede et væsentligt bidrag til udviklingen af farvestoffernes kemi, betragtede den molekylet af et farvet stof, når det interagerer med lys, som noget uændret. Derudover er tilstedeværelsen af farve i et stof ifølge denne teori reduceret til tilstedeværelsen af kromofore og auxokrome grupper. Resten af molekylet betragtes som en passiv bærer af disse grupper.
Ifølge den moderne elektroniske teori om farven på organiske forbindelser, udviklet i værker af V. A. Izmailsky (siden 1913), Adams, Rosenstein (1914), Lewis (1916), Dilthey, Vizinger (1928) og andre videnskabsmænd, er evnen til at absorbere lys bestemmes af tilstedeværelsen af en tilstrækkelig lang kæde af konjugerede dobbeltbindinger og elektrondonerende (elektrontilførende) og elektrontiltrækkende (elektronmodtagende) substituenter knyttet til den. Farvens farve afhænger af den excitationsenergi, der kræves for at overføre molekylet fra grundtilstanden til den exciterede tilstand. Et stof bliver visuelt farvet, hvis det absorberer dele af energi fra 158 til 300 kJ/mol.
Mættede kulbrintemolekyler indeholder kun CH- og C-C-bindinger. Sådanne molekyler går over i en exciteret tilstand fra en energidel på mere end 800 kJ/mol, hvilket svarer til den yderste ultraviolette del af spektret. Af denne grund er de farveløse. I molekylerne af umættede kulbrinter er elektronerne, der danner dobbeltbindinger, mere delokaliserede, da de oplever mindre attraktiv virkning fra atomkernerne, og i dette tilfælde er excitationsenergien af sådanne molekyler mindre. I molekyler med konjugerede dobbeltbindinger dannes en enkelt elektronsky, graden af elektrondelokalisering øges, og molekylets excitationsenergi falder. Efterhånden som den konjugerede kæde af bindinger forlænges, kræver overgangen af molekylet til den exciterede tilstand mindre og mindre energi, og absorptionen skifter til det lange bølgelængdeområde.
Aromatiske og heterocykliske forbindelser med lukkede systemer af konjugerede dobbeltbindinger spiller en vigtig rolle i farvestoffernes kemi. Her overlapper elektronskyerne sig og danner en enkelt elektronsky, hvorved også molekylets excitationsenergi falder, og absorptionen af lys går over i et længere bølgelængdeområde. Farve vises. Indførelsen af polariserende substituenter (elektrondonor og elektronacceptor) i et molekyle med konjugerede dobbeltbindinger fører til et skift af elektroner, til fremkomsten af positive og negative ladninger i enderne af molekylet. Elektrondonorsubstituenter donerer deres elektroner til det konjugerede system, mens elektrontiltrækkende substituenter tiltrækker elektroner fra det konjugerede system til sig selv og skaber deres konstante forskydning. Som følge heraf falder excitationsenergien i både det første og andet tilfælde, og lysabsorptionen skifter til langbølgelængdeområdet.
Ioniseringen af deres molekyler i et alkalisk eller surt medium, såvel som kompleksdannelse af metaller, bidrager også til ændringen i farvestoffernes farve.
CI ( farveindeksnummer ) - farveindeks eller farveindeks , internationalt system til betegnelse af farvestoffer. En opslagsbog i flere bind skabt og opdateret af British Society of Dyers and Colorists (SDC) og American Association of Chemists and Colorists (AATCC), er blevet udgivet siden 1925. I øjeblikket udgivet online. Hvert kemikalie, der bruges som farvestof, tildeles et femcifret nummer i nøje overensstemmelse med "farveindeks-generiske navne" og "farveindekskonstitutionsnumre". Dette nummer er unikt for hvert farvestof og pigment.
De vigtigste oplysninger, som S.I. indeholder:
Gruppe CI-numre afhængigt af farvestoffets kemiske struktur. For eksempel:
Eksempler: